Импланты для мозга

До сегодняшнего дня чипы-импланты можно было встретить только в фантастических компьютерных играх, книгах и фильмах, но в ближайшем будущем они могут стать реальностью.

Начало нового десятилетия XXI века ознаменовалось первыми шагами в области создания микрочипов-имплантов, предназначенных для восстановления нервных тканей и функций мозга. Задача создания интерфейсов взаимодействия между человеком и техникой весьма важна, ведь они призваны помочь людям с ограниченными возможностями или больным параличом, позволив обладателям врожденной инвалидности и пострадавшим во время каких-либо бедствий жить полной жизнью.

По прогнозам ученых, электронные импланты встанут на поток уже через 10–20 лет и будут доступны каждому. При этом их задача будет заключаться не только в выполнении восстановительных функций, но и расширении возможностей человека. Уже сегодня разработаны первые опытные образцы имплантов, с помощью которых можно оказывать воздействие на группы клеток, подавлять симптомы мозговых дисфункций и создавать действующие системы обратной связи.

Нейрочип со встроенными нейронами может понимать язык общения клеток. Когда такие технологии станут более совершенными, человечество сможет реализовать самые различные фантастические идеи — вплоть до создания виртуальной вселенной наподобие той, которая знакома нам по фильму «Матрица».

Замена поврежденных участков мозга

Американские исследователи из Пентагона еще в прошлом году обратили свое внимание на проблемы протезирования участков головного мозга и занялись разработкой имплантов, которые могли бы восстанавливать его поврежденные зоны. На программу, получившую название REPAIR (Reorganization and Plasticity to Accelerate Injury Recovery), выделен большой объем средств — почти $15 млн.

Планируется, что разрабатываемые импланты смогут управлять нервными клетками мозга и восстанавливать функциональность его поврежденных участков, используя световые импульсы.

Для этого будет применяться оптическая аппаратура, стимулирующая клетки световыми импульсами с помощью лазера. Сеть наноэлектродов и оптических волокон позволит контролировать электрические сигналы, вырабатываемые нейронами мозга.

Таким образом, используя импульсы света, которые будут передаваться по оптоволокну, такие микрочипы смогут воздействовать на требуемые участки головного мозга и нервных тканей, восстанавливая передачу нервных сигналов в обход поврежденных зон.Оптогенетические импланты заменят травмированные участки мозга и полностью.

Программа рассчитана на два года, и в случае ее успешной реализации у ученых и медиков появится возможность замены любых травмированных участков человеческого мозга и полного восстановления его функциональности.

Нейрочип со встроенными нейронами

Канадские ученые разработали нейрочип, способный отслеживать взаимодействие между клетками мога. Им удалось поместить компьютерный микрочип-имплант в нейрон мозга.

Это дало возможность наблюдать электромеханическую активность, осуществляемую в мозговых синапсах, которые являются каналами электрической и химической связи.

Благодаря новому нейрочипу получилось записать на компьютер алгоритм общения клеток. Если в дальнейшем его получится расшифровать и извлечь детальные сведения о том, как общаются клетки и какие именно данные они пересылают друг другу, это станет новым прорывом в области восстановления поврежденных частей мозга.

Также это поможет создать импланты, которые будут взаимодействовать с живыми клетками словно настоящие и замещать целые участки мозга.

При этом перед учеными открылась возможность создавать на основе собранных данных такие чипы, с помощью которых человек сможет управлять техникой мозговыми импульсами. Ему не понадобится осуществлять каких-либо движений для того, чтобы включить телевизор или воспользоваться компьютером.

Мозговой имплант Braingate

Американские ученые из Университета Брауна еще в 2005 году разработали компьютерный имплант, получивший название Braingate. Он может преобразовывать нервные импульсы в электрические сигналы, которые используются для управления техникой. Таким образом, парализованный пациент может управлять курсором мыши или инвалидным креслом силой мысли.

По словам ученых, первый тестовый образец, внедренный пациенту, работает уже 2000 дней с момента установки, что подает большие надежды.

Имплант представляет собой чип размером 4x4 мм и имеет сотню электродов для получения мозговых сигналов. Несмотря на то что за пять лет работы большая часть электродов вышла из строя, оставшиеся продолжают функционировать и обеспечивают довольно высокую точность управления техническими устройствами.

Сегодня одной из приоритетных задач для ученых стал поиск возможностей продлить работу импланта на неограниченный срок.

Глазные импланты вернут 20% зрения

Ученые многих стран давно ломают головы над возможностью восстановления зрительных функций у ослепших людей. В настоящее время уже разработаны первые опытные образцы имплантов, которые могут частично вернуть человеку способность видеть. Например, в Стэнфордском университете был создан имплант размером всего 3 мм2.

Он примечателен не только своей миниатюрностью, но и тем, что не требует для работы источников питания.

Подобная система зрения включает в себя видеокамеру, которая передает изображение на карманный компьютер. Последний производит обработку видеоданных в режиме реального времени, и полученное в видимом диапазоне света изображение с помощью специального LCD-проектора проецируется на чип-имплант в инфракрасном диапазоне.

Сам чип, в свою очередь, снабжен массивом фотогальванических ячеек, которые облучаются инфракрасным светом и не только служат для передачи изображения, но и снабжают имплант необходимой энергией.

Такой имплант способен вернуть человеку до 20% зрения. По мнению ученых, этого вполне достаточно для распознавания лиц и предметов, а также чтения текста, набранного крупным шрифтом.

https://www.chip.ua/stati/go-digital/2011/09/implanty-dlya-mozga